6種類の太陽エネルギー貯蔵システム

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太陽エネルギーを快適に蓄えることができると言われたことがありますか？ 都合の良いときに採用できる太陽エネルギー貯蔵システムには、約6種類あります。 この記事は、それらについてあなたに啓蒙するために作成されました。

エネルギー貯蔵は、人類の美しい興味深い発明のXNUMXつです。 これは、地球が私たちの活動から得た数少ないメリットのXNUMXつです。 太陽エネルギー貯蔵システムは、太陽エネルギーの利用をより魅力的にします。 太陽は、年間のエネルギー需要を満たすのに十分な時間内放射を生成するため、太陽光がないときに使用するために余分なエネルギーを蓄えることができます。

ソーラーパネルを所有している住宅所有者として、あなたは太陽エネルギーを蓄える方法としてこの記事で与えられたオプションを持っています。 これらのオプションには、タービンの使用、オフグリッドエネルギー貯蔵、グリッドストレージ、太陽燃料およびソーラーポンドの生産が含まれます。

公益事業グリッドの停電が発生した場合にバックアップ電力を確保できるという利点に加えて、あらゆるタイプの太陽光発電システムを適用することで、使用時間（TOU）率を活用できます。 TOUレートは、期間中のグリッドでの高いエネルギー需要のために、その期間のユーティリティグリッド会社がより高い電力料金を請求するものです。

太陽エネルギー貯蔵システムについて

一般に、エネルギー貯蔵システムは、電気を捕捉し、それを化学的、機械的、または熱エネルギーとして貯蔵し、必要に応じて電気エネルギーとして放出するために設置されます。 エネルギー貯蔵は、将来の使用のためにピーク時に生成される余分なエネルギーを節約します。

さまざまなタイプの太陽エネルギー貯蔵システムを採用して、グリッドがダウンしたときにバックアップ電力を確保し、電気料金に費やす金額を削減することができます。

太陽エネルギー貯蔵システムの構築方法

太陽エネルギー貯蔵システムがどのように構築されているかを見る前に、再生可能エネルギーを貯蔵できる一般的な方法を簡単に見る必要があります。 再生可能エネルギーは、化学的および機械的に貯蔵することができます。 ストレージは、物質のいくつかの物理的原理に基づいています。

太陽エネルギー貯蔵システムが構築される最初の原理は、材料の加熱または冷却による温度変化の原理です。 物質は、蓄積されたエネルギーの値が使用される材料の比熱容量に比例するバルク加熱を経験します。 これは、顕熱と呼ばれる現象につながります。

ソーラーストレージシステムを構築できる第XNUMXの原則は、相転移時に潜熱を吸収または放出できる物質の原則です。 特定の相転移が熱吸収を伴う場合、逆のプロセスは同じ量の熱を放出するので、物質の特定の相が維持されている限り、エネルギーを蓄えることができます。

XNUMX番目は化学反応に基づいています。 ここで、エネルギーは高エネルギーの化学結合を持つ化合物を生成し、それが破壊されるとエネルギーを放出します。

エネルギーは、シリカゲルへの水分子の物理吸着など、弱い化学結合の形成を通じて蓄積することができます。 エネルギーは、シリコンの酸化シリコンへの酸化（化学吸着）など、より強力な結合の形成によっても蓄積できます。 エネルギー密度は、物理吸着によって化学エネルギーを蓄える材料で最も低く、化学吸着によって化学エネルギーを蓄える材料で最も高くなります。 貯蔵システムの貯蔵容量は、反応の消費熱または自由エネルギーに相当します。

太陽エネルギー貯蔵システムに使用できる第XNUMXの原理は、バッテリーなどの電気エネルギー貯蔵装置の電子正孔対の解離です。 光子は太陽から直接捕捉され、これらのバッテリーに保存されます。

これらの原則のいくつかは、さまざまなタイプの太陽エネルギー貯蔵システムの構築をガイドします。

6種類の太陽エネルギー貯蔵システム

太陽エネルギー貯蔵システムの種類は次のとおりです。

  • オフグリッドソーラーストレージシステム/バッテリーの使用
  • オングリッドソーラーストレージシステム
  • ハイブリッドソーラーストレージシステム
  • 太陽燃料
  • ソーラーポンド
  • 層状太陽エネルギー貯蔵システム

1.オフグリッドソーラーストレージシステム/バッテリーの使用

このタイプの太陽光発電システムを使用する人は、公益事業のグリッドに接続されていません。 オフグリッドシステムを使用するには、保管に十分なバッテリーが必要です。 あなたの太陽系はまたあなたの家が一年中電力を供給されるような方法で構築されるべきです。

バッテリーは、エネルギー貯蔵の化学的方法に分類されます。 それらは化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。 これは、これらのバッテリーの製造に使用される電気化学セルによって可能になります。

電池の電気化学セルは、カソードとアノードのXNUMXつの電極です。 これらのセルも導電体であり、セパレーターによって分離されています。 セパレーター自体は

また、バッテリーには、イオンで構成される電解質（カソードとアノードの間）があります。 これらのイオンは、カソードおよびアノードの導電性材料と反応します。 この反応により、バッテリーに電流が発生します。

電池はさまざまな素材でできており、さまざまなサイズとブランドがあります。 使用した素材に基づいて、

鉛蓄電池は、太陽エネルギーの貯蔵に使用される最も古く、最も安価な電池です。 ただし、放電深度が浅いため、他の電池よりも早く交換する必要があります。 リチウムイオン電池は、住宅のソーラーストレージシステムの一種としてよりよく使用されます。 それらはより高価ですが、鉛蓄電池の対応物よりも寿命が長くなります。 また、エネルギー密度が高いため、小さなスペースにエネルギーを蓄えることができます。

次はニッケルカドミウム電池です。 それらは高温に耐えるため、大規模なエネルギープロジェクトで一般的です。 Ni-Cd電池に関連する毒性とカドミウムの廃棄の難しさは、Ni-Cd電池の使用における主要な制約です。 フロー電池は、最大かつ最も高価な電池です。 大規模な設置に最適です。 それらは低い貯蔵容量および充放電率を持っています。

2.オングリッドソーラーストレージシステム

オングリッドストレージシステムは、グリッドタイドシステムとも呼ばれます。 このシステムは、標準のグリッド接続インバーターを使用しており、バッテリーストレージはありません。 太陽エネルギーを使用する住宅所有者として、あなたは公益事業のグリッドにいくらかのエネルギーを蓄えることができます。 あなたの家で生成された過剰な太陽エネルギーは、いくつかのクレジットまたは固定価格買取制度（FiT）と引き換えに輸出することができます。

固定価格買取制度_（FIT）は、家庭用ソーラーパネルから生成して公益事業グリッドに保存する電気エネルギーの単位ごとに受け取る固定電気料金です。

このグリッドタイドシステムを使用している顧客の場合、ソーラーパネルが使用しているよりも多くの電力を生産しているときに、電力をグリッドに送り返すことができます。 負荷が太陽が生成しているものよりも大きい場合は、公共事業グリッドから追加の電力を購入することもできます。

このタイプの太陽エネルギー貯蔵システムを使用する前に、停電が発生した場合は常に、パネルから電力が供給されないことを理解する必要があります。 これは安全上の理由からです。電力線で作業するラインマンは、グリッドに給電するソースがないことを知る必要があるためです。 これは単に、停電時にパワーを楽しむ余裕がないことを意味します。

このタイプの太陽エネルギー貯蔵システムは、エネルギー料金を下げて太陽エネルギーのインセンティブの恩恵を受けたい場合に最適です。

3.ハイブリッドソーラーストレージシステム

ハイブリッドエネルギーシステムは、XNUMXつ以上のエネルギーシステムの組み合わせがエネルギー生産に使用されるシステムです。 これは、エネルギー生産のためのソーラー技術と風力タービンの組み合わせである可能性があります。

ハイブリッドソーラーストレージシステムは、ソーラーストレージバッテリーと公益事業グリッドの組み合わせにすることができます。 このタイプの太陽光発電システムを使用すると、発生した太陽エネルギーは、顧客が公益事業を利用している間、バッテリーに蓄えられます。 バッテリーのエネルギーが使い果たされると、ユーティリティグリッドに快適に切り替えることができます。 一方、公益事業網からの停電が発生した場合は、バッテリーに切り替えることもできます。

4.太陽燃料

このタイプの太陽エネルギー貯蔵システムはまだ進行中です。 現在、商用エネルギー市場ではあまり一般的ではありません。 太陽燃料は、水素、アンモニア、ヒドラジンなどの合成化学物質であり、太陽光がない期間に生成および保管されます。

太陽燃料の生産は、ソーラーパネルからの電気（電気化学）、集光型太陽光発電から生成される熱熱（熱化学）、人工光合成（光生物学的）、または光子（光化学）から行うことができます。 これらはすべて、太陽エネルギーを化学エネルギーに半透明にするいくつかの化学反応を促進することによって機能します。

太陽燃料は、直接的または間接的に生産することもできます。 直接プロセスは、中間のエネルギー変換なしで太陽光から太陽燃料を生成します。 間接プロセスは、最初に太陽エネルギーを別の形式のエネルギー（バイオマスまたは電気）に変換し、このエネルギーはさらに燃料を生成するために使用されます。

エネルギー変換中に、ある程度のエネルギーが失われます。 これが、間接プロセスが直接プロセスよりも効率が悪い理由です。 ただし、間接プロセスは実装が簡単です。 太陽燃料の直接生産プロセスを改善する方法について、科学者によってさらに多くの研究が行われています。

太陽燃料は可能な限り長期間貯蔵することができます。 また、ある場所から別の場所に輸送することもできるため、より信頼性の高い電力網のための貴重で柔軟なリソースになります。

5.層状太陽エネルギー貯蔵システム

太陽エネルギーは、XNUMXつの方法で利用および使用できます。 太陽電池とCSPを使用します。 層状エネルギー貯蔵システムはCSPで動作します。 これには、必要に応じて電気に変換できる熱エネルギーとしての太陽エネルギーの貯蔵が含まれます。

ここでは、温水シリンダー、蓄熱槽、蓄熱槽とも呼ばれる蓄熱槽を使用して、暖房や家庭用の水を蓄えています。

お湯は断熱タンクに限り保存されます。 エネルギーを電気の生成に使用する場合、熱を使用して水を沸騰させ、その結果生じる蒸気がタービンを駆動して電気を生成します。

6.ソーラーポンド

ソーラーポンドは、集光型太陽熱発電システムでも機能します。

ソーラーポンドは、太陽エネルギーを熱として集めて蓄える水域です。 その動作原理は、自然対流の逆です。 当然のことながら、太陽光が塩田に当たると、まず池の底の水が温まります。 この水は密度が低くなり、対流によって分子が表面に浮かび上がります。

ソーラーポンドでは、その逆が当てはまります。 池は対流を妨げるように作られています。 池は、底の水を完全に飽和させるのに十分な量の塩を受け取ります。 水が加熱されると、いつものように、高塩分と高温の水は、表面の低塩分と低温の水と完全に混ざり合うことはありません。

混合は穏やかで、対流は上下の水で別々に発生します。 この効果により、熱損失が大幅に減少します。 より多くの塩水は90℃まで加熱することができますが、上部は30℃の低温を維持します

後で、より塩分の多いお湯をタービンに送ることができ、需要が高いときにタービンが回転して発電します。

よくあるご質問

太陽エネルギー貯蔵システムはいくつありますか？

太陽エネルギー貯蔵システムは、この記事で説明したXNUMXつに限定されません。 それらのかなりの数があり、それらのほとんどはまだ開発中です。 この記事では、商用エネルギー市場で一般的なものについて説明しました。

太陽エネルギーを蓄える最良の方法は何ですか？

太陽エネルギーを蓄える最良の方法はありません。 特定のタイプの太陽エネルギー貯蔵システムの選択は、ニーズ、予算、および場所に基づいて行う必要があります。 パブリックグリッドから遠く離れた場所にある建物には、オフグリッドストレージシステムが適しています。 すでにグリッドに接続されているが、ある程度のバックアップ電源が必要な建物には、ハイブリッドストレージシステムが必要になります。

太陽電池の貯蔵はそれだけの価値がありますか？

はい、そうです。 バッテリーは、公共事業網からの停電時にあなたを動かし続けることができます。 予算に応じて、最長7年の寿命を持つバッテリーを購入できます。

太陽エネルギーはどのくらいの期間貯蔵できますか？

ストレージシステムには、さまざまなエネルギー容量と電力容量があります。 エネルギー容量（キロワット/時で測定）は貯蔵できるエネルギー量であり、電力容量（キロワットで測定）はいつでも放出できるエネルギー量です。 これにより、負荷に電力を供給するときにストレージシステムが機能できる期間が決まります。

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